自从抛石机出现以后，中国就有了世界上最初的“炮弹”。最初的炮的发射物（权且称之为“炮弹”）大致经历了3个发展阶段。
在宋代之前，“炮弹”一般仅限于大小不一的石块或油脂一类的燃烧物，其功能、效果较为有限。
火药发明以后，约于公元10世纪开始用于军事，并首先引起了早期的“炮弹”的重大变革。作为火药时代的开始，以火药和其他可燃烧的充填物为主的燃烧性炮弹被广泛用于军事。
宋代初期的“炮弹”品种繁多，功能各异，或用其火焰，或用其烟雾，还有的则用其毒。如“蒺藜火球”除了可用火药烧灼敌人以外，还装有铁刀、铁蒺藜等用来刺杀敌方，阻滞敌之攻城行动：“霹雳火球”既能燃烧，也能产生烟雾，若敌人用地道攻城，烟雾可以熏灼敌人。“炮弹”的填充物也是五花八门的，除了火药之外，还有松脂、黄蜡、清油、桐油等多种配料，甚至还有砒霜、巴豆等一类有毒物。如“金火罐”是用灼热的铁渣装、瓦罐制成的，而“粪炮罐”则是把人的粪便晒干、打碎、研细，再加上狼毒、巴豆、皂角和砒霜等配料，制成充填物装入瓦罐，用来射向敌人。据说，这种“炮弹”有毒，且能穿透铁甲，打到人身上后会“成疮溃烂”。此外，发射这种炮弹的人还要口含乌梅或甘草，用它来解毒。
这一时期的“炮弹壳”也是多种多样的。“火药炮”壳是用纸制成的，“铁嘴火鹞”的壳是木质的，而“粪炮”壳则是瓦罐，值得一提的是用竹篾作壳的“竹火鹞”：这种“炮弹”，用竹篾先编成疏眼灯笼，要做成口小腹大的长圆形，外表糊上数层纸，腹内装火药，另外要加小石块若干，以使炮弹能有足够的重量，可以致远。圆球之后还要绑上数斤干草作尾，这种“尾巴”相当于现代炮弹的尾翼，用来保持“炮弹”飞行的稳定性。几百年前人们就认识到了炮弹飞行过程中的稳定性问题，而且竟然如此巧妙而又简易地解决了这一问题，实在难能可贵！
12世纪末至13世纪初，我国发明了用生铁铸壳的“震天雷”炮弹，标志着金属炮弹的诞生。